高速鐵路隧道內(nèi)信號接口條件分析

陳志穎

高速鐵路隧道內(nèi)信號接口條件分析

陳志穎*

從高速鐵路信號系統(tǒng)在長大隧道內(nèi)的設(shè)備安裝及中繼站設(shè)置的條件出發(fā),說明預(yù)留接口條件的因素,提出相關(guān)接口預(yù)留方案,對其他相關(guān)線路設(shè)計(jì)起到指導(dǎo)作用。

信號接口;中繼站;道岔安裝

為滿足省會城市之間12 h到達(dá)的要求,往往需要在條件不好的山區(qū)修建鐵路,于是穿越隧道和“以橋代路”成為提高列車運(yùn)行速度的保證。有時(shí)受到站坪的影響,車站需要設(shè)置在兩個(gè)長大隧道之間,或者信號中繼站控制距離不夠,勢必會存在道岔和中繼站設(shè)置于隧道內(nèi)的情況,如果溝、槽、管、洞的位置預(yù)留不準(zhǔn)確的話會造成大量的設(shè)計(jì)返工,進(jìn)而影響工程進(jìn)度。

1 隧道內(nèi)相關(guān)接口條件分析

1.1 信號中繼站站前接口條件分析

根據(jù)高速鐵路設(shè)計(jì)規(guī)范要求,信號中繼站的控制距離正常情況下應(yīng)保證在7.5 km以內(nèi),特殊情況不大于10 km,所以,對于長大隧道或者兩個(gè)隧道中間加一個(gè)短橋(橋下無設(shè)置條件)的情況,信號中繼站是必須設(shè)置在隧道內(nèi)的。對于隧道內(nèi)設(shè)置中繼站應(yīng)考慮以下3個(gè)問題。

1.設(shè)置點(diǎn)。中繼站在隧道內(nèi)設(shè)置是有一定要求的,不僅需要從維修、養(yǎng)護(hù)角度考慮,還需考慮與其他專業(yè)合設(shè),滿足設(shè)備洞室充分利用的要求。

2.設(shè)置方式。對于隧道內(nèi)設(shè)置中繼站有2種方式,一種是直接讓隧道專業(yè)預(yù)留設(shè)備洞室,由房建專業(yè)進(jìn)行室內(nèi)裝修;另一種是安裝信號箱式機(jī)房。

3.溝、槽、管、洞及接地預(yù)留。兩側(cè)電纜在中繼站處的過軌、室內(nèi)的電纜槽預(yù)留、通信及無線設(shè)備的房屋門位置等,都是制約中繼站設(shè)置的關(guān)鍵問題。

1.2 道岔及室外設(shè)備安全要求分析

對于車站設(shè)于兩個(gè)隧道之間的情況,道岔往往設(shè)置于隧道內(nèi),同時(shí),高速鐵路的道岔往往為交流多機(jī)牽引,芯軌與尖軌對于5m線間距的要求,經(jīng)常在安裝空間上不能得到滿足,需要對站前已經(jīng)施工好的水槽或者是電力電纜槽進(jìn)行破壞才能滿足安裝要求。同時(shí),其他設(shè)備如進(jìn)站信號機(jī)、室外的ZPW-2000系列的軌道電路箱盒、扼流變壓器的安裝也需要進(jìn)行預(yù)留。

2 隧道內(nèi)設(shè)置中繼站應(yīng)考慮的因素

根據(jù)以上對隧道內(nèi)設(shè)置中繼站要求的分析,應(yīng)從以下幾個(gè)方面對信號中繼站的設(shè)置、安裝、預(yù)留進(jìn)行考慮。

2.1 中繼站設(shè)置地點(diǎn)及方式

對于長大隧道來說,維修是影響設(shè)置點(diǎn)的主要因素。一般考慮設(shè)置在距離洞口100～200m(視隧道洞口條件而定)處,可以避免維修人員在長大隧道內(nèi)走行距離過長,耽誤維修時(shí)間;另外,應(yīng)結(jié)合無線、電力、通信專業(yè)對于中繼站的位置進(jìn)行選擇,避免后期施工反復(fù)。

對于隧道內(nèi)設(shè)置中繼站情況,應(yīng)按預(yù)留洞室考慮,如果在隧道內(nèi)設(shè)置信號箱式機(jī)房,那么,預(yù)留基礎(chǔ)和設(shè)備吊裝都較為復(fù)雜,且實(shí)施的空間較小。

2.2 信號洞室設(shè)置要求

應(yīng)根據(jù)實(shí)際設(shè)備的布置要求提供隧道可以實(shí)施的洞室。在隧道內(nèi),垂直于線路方向的打洞較為容易,沿線路方向設(shè)置較為困難,應(yīng)考慮沿線路方向預(yù)留較少的寬度(一般6 m),在洞室外方預(yù)留電纜余長腔及電纜槽,以滿足通信、信號、無線、電力的電纜盤存。

隧道內(nèi)中繼站洞室內(nèi)應(yīng)考慮防火、防潮、通風(fēng)、空調(diào)等措施,并對洞室內(nèi)頂面、四周墻壁以及地面做防水處理(洞室內(nèi)設(shè)一級防水)。

2.3 溝、槽、管、洞預(yù)留

在一般信號中繼站處,對側(cè)的電纜需要過軌到中繼站側(cè),以滿足信號控制要求。但是受到隧道條件的限制,不能在兩側(cè)預(yù)留電纜井,只能通過過軌管滿足電纜過軌要求。此時(shí),電纜彎曲半徑是制約過軌管埋設(shè)的主要因素。一般內(nèi)屏蔽電纜彎曲半徑為不小于電纜外徑的20倍,并且過軌管是從隧道的仰拱通過,應(yīng)按彎曲角度不小于120°來滿足要求。

2.4 電磁兼容、電磁屏蔽及接地

隧道內(nèi)的電磁兼容要求和隧道外是相同的,應(yīng)按照既有房屋的要求進(jìn)行提供。對于不同級別的隧道圍巖,其內(nèi)部鋼筋結(jié)構(gòu)有所不同,但最主要的是將信號洞室設(shè)置成法拉第籠,以滿足電磁兼容的要求,主要從以下幾個(gè)方面考慮設(shè)置。

1.洞室及墻壁鋼筋預(yù)留。隧道綜合洞室內(nèi)的四周墻壁(含地面和拱頂)采用不小于Φ8mm的圓鋼焊接成不大于600mm×600 mm網(wǎng)格,構(gòu)成網(wǎng)格的主筋與環(huán)形接地鋼筋可靠焊接。

2.洞室地面的環(huán)線接地鋼筋。在綜合洞室地面四周預(yù)留環(huán)形接地鋼筋(材質(zhì)根據(jù)不同圍巖確定),與隧道內(nèi)貫通地線相連。

3.洞室內(nèi)應(yīng)預(yù)留接地端子滿足綜合接地需要。

3 隧道內(nèi)轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝設(shè)置方案

對于道岔設(shè)于隧道內(nèi)的情況,應(yīng)考慮與隧道專業(yè)一起提前預(yù)留,高速鐵路正線道岔一般為交流五機(jī)牽引,因?yàn)榈啦砑稗D(zhuǎn)轍機(jī)招標(biāo)往往在站前專業(yè)實(shí)施完之后,那么此時(shí)再進(jìn)行安裝,就需要對既有電纜槽及水溝進(jìn)行破壞,所以可以先根據(jù)道岔圖號要求,確定牽引點(diǎn)的位置,根據(jù)最大號的轉(zhuǎn)轍機(jī)落實(shí)各個(gè)點(diǎn)的安裝空間,如圖1所示。

因隧道專業(yè)無法根據(jù)一個(gè)一個(gè)牽引點(diǎn)預(yù)留小的洞室,并且電纜槽也很難進(jìn)行拐彎,因此需要根據(jù)最大的空間要求進(jìn)行提供,見圖2。

圖1 轉(zhuǎn)轍機(jī)安裝空間圖

圖2 交流五機(jī)牽引點(diǎn)之間距離圖

根據(jù)圖1和圖2的共同要求可知,給隧道專業(yè)提供預(yù)留接口,應(yīng)綜合考慮設(shè)備大小、尖軌與芯軌的共同空間要求。

4 結(jié)論

隧道專業(yè)與信號專業(yè)之間的接口問題直接影響到施工工期及站前站后預(yù)留的條件,如果前期預(yù)留不準(zhǔn)確會造成大面積的返工,延誤工期,在進(jìn)行具有長大隧道線路設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)積極和相關(guān)專業(yè)進(jìn)行溝通,使信號中繼站及室外設(shè)備安裝問題能夠滿足設(shè)計(jì)要求。

[1] 鐵路綜合接地和信號設(shè)備防雷系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)指南.北京:中國鐵道出版社,2009.

[2] 鐵運(yùn)[2006]26號文.關(guān)于印發(fā)鐵路信號設(shè)備雷電及電磁兼容綜合防護(hù)實(shí)施指導(dǎo)意見.中華人民共和國鐵道部,2006.

Started from the conditions of installing equipmentand setting of repeaterstation of high speed railway signal system in long tunnels,this paper mainly explained the reserved interface conditions and gave the reservation solution of relevant interfaces,offering guidelines for other railway lines.

Signal interface;Repeater station;Installation of switch

*中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)通號處 工程師,710043 西安

2011-04-20

(責(zé)任編輯:張利)

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